IGBT成為“雙碳”最受益的功率半導體,時代電氣(03898)量產在即

由於汽車缺芯的影響,年初以來,功率半導體IGBT(絕緣柵雙極電晶體)的產能一直備受關注,相關上市公司也獲得不少漲幅,如斯達半導(603290。SH)、士蘭微(600460。SH)今年股價漲幅均超過80%。

實際上,IGBT的應用範圍除了傳統的電力機車、高速動車組、地鐵軌道等交通領域,在新能源汽車、風電、光伏、變頻器等領域都有廣泛應用。

年初IGBT企業股價的推動主要是汽車晶片需求驅動,而近期,IGBT企業股價又出現明顯的上漲,如時代電氣(03898)近三個交易日,股價漲幅超15%。

IGBT成為“雙碳”最受益的功率半導體,時代電氣(03898)量產在即

行情來源:智通財經

和上輪不一樣的是,此番IGBT企業股價上漲除了新能源汽車需求高以外,還與風光發電需求增加有關。

“雙碳”下的受益路徑

背靠國家提出的“2030年前碳達峰”和“2060年前碳中和”策略,“雙碳”也是從去年以來大家比較認可的投資主線。

由於目前新能源發電以光伏和風力發電為主,而功率半導體的IGBT是風電和光伏逆變器的核心零部件,可以理解為電力電子行業裡的“CPU”。

由於電有高壓電,低壓電,IGBT的作用,就是將高壓轉換成低壓,低壓轉換成高壓。

按照封裝的方式區分,有IGBT分立器件、IGBT模組以及IPM。

其中,IGBT模組又是IGBT最常見的形式,它是將多個IGBT晶片封裝在一起,實現更大功率、更強的散熱能力。

雖然功率器件在整臺電力電子裝置中的價值通常不會超過總價值的20%-30%,但對整機的總價值、尺寸、動態效能、過載能力、耐用性和可靠性起著十分重要的作用。

IGBT是構成太陽能光伏發電關鍵電路的重要開關器件。之前國內外大多數光伏發電系統是採用功率場效電晶體MOSFET構成的逆變電路。然而隨著電壓的升高,MOSFET的通態電阻也會隨著增大,在一些高壓大容量的系統中,MOSFET會因其通態電阻過大而導致增加開關損耗的缺點。

相比之下,IGBT通態電流大,正反向組態電壓比較高,透過電壓來控制導通或關斷,這些特點使IGBT在中、高壓容量的系統中更具優勢,因此採用IGBT構成太陽能光伏發電關鍵電路的開關器件,有助於減少整個系統不必要的損耗,使其達到最佳工作狀態。

根據中電聯資料顯示,截至8月末,太陽能發電2。8億千瓦(其中,光伏發電和光熱發電分別為27461萬千瓦和52萬千瓦),同比增長24。6%。根據中國光伏行業協會預測,2025年全球光伏每年裝機將達到270-330GW(1GW=10億瓦)。據國際光伏技術路線圖(ITRPV)預測,隨著“平價上網”時代的全面到來,在市場因素的驅動下,到2030年全球每年新增裝機容量將攀升至660GW,2050年全球累計裝機容量將達到9170GW。

IGBT成為“雙碳”最受益的功率半導體,時代電氣(03898)量產在即

目前集中式光伏逆變器成本在0。16-0。17元/W,組串式光伏逆變器成本在0。2元/W左右,總體光伏逆變器成本在0。2元/W左右。根據行業調研資料,IGBT模組佔光伏逆變器總成本比例約為10%,即光伏IGBT模組價值量約為0。02元/W。由此可測算出,2019年全球光伏IGBT價值量為23億元,安信證券預計到2025年全球光伏IGBT市場規模將達到53億元。

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IGBT供不應求,國產替代正崛起

除了發電端的用途外,輸電端、變電端帶來的需求以外,用電端的新能源汽車對IGBT也有大量的需求。

隨著全球不斷推行更加嚴格的碳排放標準,國內環保監管趨嚴,政策引導將持續推動新能源汽車市場高速發展。2019年10月,工信部發布了《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》(意見稿),規劃指出,2025年我國新能源汽車新車銷售量將達到汽車新車銷售總量的20%左右,2030年達到40%。

截至2021年6月,我國新能源汽車滲透率達12。69%,參考智慧手機滲透率提升過程,隨著新能源汽車逐步量產,相關元器件開始在規模生產下實現成本快速下降,新能源汽車滲透率將出現加速提升。

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然而在巨大的需求下,當前IGBT也存在較大的供需缺口。

2018年國產IGBT僅有1115萬隻,需求量則達到7898萬隻。並且隨著國內新能源、汽車電子、高鐵動車等領域的高速發展,IGBT供不應求的情況目前仍在加劇。2020年,國內IGBT需求在1。1億隻以上,然而供給只有0。2億隻左右。

IGBT成為“雙碳”最受益的功率半導體,時代電氣(03898)量產在即

2019年,全球IGBT模組市場規模約300億元,中國的需求就佔了一半,同年市場規模為162億元。在各端需求的帶動下,國內IGBT的市場規模將以15。75%的增速增長,2023年整體市場規模將達到290。8億元。

根據Yole預測,2024年國內IGBT的需求量達到1。96億隻,然供給只能達到0。78億隻。

為什麼供給會跟不上呢?

在晶片設計層面,IGBT為應用場景服務,只有下游做大做強,上游的研發才能跟上。

IGBT的全球供應中,英飛凌、三菱、ABB在1700V以上電壓等級的工業IGBT領域佔絕對優勢;在3300V以上電壓等級的高壓IGBT技術領域幾乎處於壟斷地位。

在大功率溝槽技術方面,英飛凌與三菱公司處於國際領先水平。西門康、仙童等在1700V及以下電壓等級的消費IGBT領域處於優勢地位。英飛凌的崛起,得益於德國的強大汽車工業體系,依託寶馬、賓士、奧迪等車企。三菱的高佔比,得益於日本家電行業的發達,三菱的空調催生了三菱電機。

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因此,在海外企業的壟斷下,短期國內的IGBT企業並不多。

此外,根據富昌電子的2021年Q2市場行情報告顯示,目前英飛凌、意法半導體、Microsemi等IGBT供應商的供貨週期普遍維持在30-50周左右,且交期有延長趨勢,而IGBT正常的供貨週期是在8-12周左右。

再者,IGBT是一個資本密集型產品,進入門檻高。例如,8寸線每月1萬片產能,裝置的投入就需要30億元,每一代工藝的更新也需要不停地投錢研發,如果客戶沒有批次訂單匯入,財務資金壓力很大。這就使得,專注於某一個應用領域的公司,很難在短時間跨越到其他應用領域,新的企業也較難進來。

受國際市場供貨緊張影響,國內IGBT行業近年開啟加速增長。除華為開始佈局之外,比亞迪微電子、中車時代電氣、斯達半導、士蘭微等部分企業已經實現量產。此外,近年來,原從事二極體、三級管、閘流體等技術含量較低的功率半導體廠商,華微電子、揚傑科技、捷捷微電以及臺基股份等紛紛向MOSFET與IGBT領域突圍。國內的IGBT在晶片設計、晶圓製造、模組封裝等整個產業鏈基本都已有佈局。整體來看,中國IGBT產業鏈正逐步具備國產替代能力。

因此,IGBT的投資邏輯可以總結為:需求貫穿全週期+供給短缺+國產替代加速

多個專案即將投產,供需失衡下時代電氣將受益

智通財經APP瞭解到,時代電氣成立於2005年,是一家中國中車旗下的,總部位於湖南株洲的軌道交通裝備及新興裝備供應商。公司當前主營產品包括軌交電氣裝備、軌道工程機械、通訊訊號系統、功率半導體器件、工業變流產品、新能源汽車電驅系統、感測器件、海工裝備等,其中軌交裝備是公司的基石產品。下游客戶覆蓋中國中車、國鐵集團及地方鐵路公司、國家電網、廣汽、東風、一汽、長安、理想、小鵬、匯川、蜂巢能源等。

在夯實軌道交通業務的基礎上,利用公司在電氣領域深厚的技術積累,積極開拓新興業務。在功率半導體領域,公司是全球為數不多的同時掌握 IGBT、SiC、大功率閘流體及IGCT器件及其元件技術,且集器件開發、生產與應用於一體的 IDM 模式企業。建有 6 英寸雙極器件、8 英寸 IGBT 和 6 英寸碳化矽的產業化基地,擁有晶片、模組、元件及應用的全套自主技術,器件應用於輸配電、軌道交通、新能源汽車和工業等多個領域。

2021年上半年公司實現營業收入52。66億元,同比下降4。88%;扣非歸母淨利潤4。14億元,同比下降29。28%。導致業績下降的主要原因為所得稅實際稅率下降所致。

另外,今年公司還成功在A股科創板IPO上市。根據招股書顯示,公司預計今年下半年將會5個專案轉固。

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而上述專案的投產,將為公司在供需失衡的IGBT市場中創造不菲的受益。

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